[发明专利]一种汽油机动车尾气净化装置

说明书

本发明为一种汽油机动车尾气净化装置，属大气环境保护类产品，主要是对以汽油为燃料的机动车尾气进行净化处理的装置。

由于近代汽车工业的高速发展，一方面使我们人类的生活产生前所未有的巨大变化，而另一方面也同时给我们人类赖以生存的环境造成了严重的危害。有报道说，全球空气环境逐步恶化，仅机动车方面所排放的污染物就占了全部污染物的70％以上。而且全球每年还有大量的机动车将投入使用，因此大气环境的污染还会加深加重，这不能不引起世界各国的强烈关注。对于人类来说，地球是唯一的生存基地，保护大气环境就是保护我们人类自己。众所周知，机动车工作时所排放的尾气中，夹杂着许多有害污染物，如一氧化碳CO、二氧化硫SO₂、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOx、苯并(a)芘、烃类等。当这些有害气体与排入大气中的颗粒物(气溶胶)，共同长期地悬浮在大气中并处在人群的呼吸带上，就可对人类的生存和动植物的生长造成严重的威胁。震惊世界的早期英国伦敦的烟雾事件，以及美国洛杉矶的光化学烟雾事件等一系列典型的空气污染事件，都与机动车尾气污染物的排放，有着必然的联系。另据联合国环境保护组织的调查结果表明，近年来频繁出现的臭氧层空洞，厄尔尼诺现象和最近刚刚登场的拉尼娜现象等，无一不证明由于机动车方面所造成的全球性大气污染正在加重，而这一切都与机动车尾气有害污染物的大量排放的确有着直接的关系。机动车尾气排放中的一氧化碳CO是一种剧毒性气体，而它的毒性主要是破坏人体的输氧功能，氧气是生命活动正常进行的最基本保证，人体吸入氧气后是靠血液输送的，血液中的血红蛋白和氧结合，生成氧合血红蛋白，然后随血液输送到全身各组织细胞供人体新陈代谢。当有一氧化碳CO被吸入肺内时，一氧化碳与血红蛋白的结合力是氧气的200多倍，而且结合后不易解散，亲合力非常强，即使是很少量的一氧化碳进入血液，也能和大量的血红蛋白结合，最终导致人体组织细胞缺氧而产生中毒现象。一般来说，空气中一氧化碳CO浓度达到百万分之十时，就会使人中毒，当浓度达到0.02％时，2-3小时就会使人出现中毒症状。当浓度达到0.08％时，2小时就可使人昏迷。如果浓度达到1％以上时，就会使人在两分钟内死亡。我们日常生活中经常可以听到或看到一些煤气中毒致人死亡的事件，其实煤气中毒也就是一氧化碳CO中毒。可见一氧化碳CO的危害程度是相当严重的。另外机动车尾气中的碳氢化合物HC和氮氧化物NOx也都具有很强的致癌能力，当其浓度达到30ppm时，就可对眼、鼻、呼吸道产生强烈的刺激作用。当其浓度达到100ppm时，就可对心、肺、肝、肾等内脏产生有害影响，甚至致癌、致畸，促使遗传因子变异，破害人体的生理机能。碳氢化合物HC和氮氧化合物NOx的危害还在于它们进入大气后，会参与和加速大气中的光化学反应，并生成危害性更大的光化学烟雾。针对上述污染源所造成的大气污染问题，世界各国都在积极采取的对策。首先是从根本上减少和降低机动车尾气排放中的有害污染物。如禁止使含铅汽油，强制报废重污染车辆等。目前，一些发达国家如美国、日本、英国等，在本国对机动车尾气排放采取强制措施，限制机动车尾气中一氧化碳CO、碳氢化物HC和氮氧化合物NOx的排放。即在机动车上安装使用尾气净化装置。我国是一个发展中国家，工业化进程非常快，机动车的使用也越来越普及。因此，其负面效应也随之增大。机动车尾气对大气的严重污染也在我国的一些大中城市中，成为环境污染的突出问题。看来治理大气污染已到了刻不容缓的地步。就目前的机动车尾气污染物的治理，大体可分为二元氧化型催化净化法、三元氧化催化净化法以及湿法净化法三种。二元氧化型催化净化法主要是采用贵重金属钯Pd、铂Pt作催化剂，对机动车尾气中的一氧化碳CO、碳氢化合物HC进行催化净化处理。三元氧化催化净化法主要是采用贵重金属钯Pd、铂Pt、铑Rh作催化剂。同时对机动车尾气中的一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化物NOx进行催化净化处理。湿法净化法主要利用水溶液去吸附分解中和尾气中的有害废气。上述二元催化法和三元催化法尾气净化在国外已被广泛地采用，国内目前也大都采用这种方法，而湿法净化尾气法目前还有待于进一步的研究，但上述三种方法在实际应用过程中存在以下缺陷。一、现有催化剂的载体多为小孔蜂窝状陶瓷制品，使用时气阻较大，影响发动机的功率。二、现有催化剂大都采用钯Pd、铂Pt、铑Rh等贵重金属，因此其制造成本高，实用性受到限制。三、现有催化剂物质大都是通过浸镀、刷镀吸附在载体上的，因此遇大温差，强振动和冲击时易破损和剥落，净化效果无法保证。四、现有净化器内的催化块是通过焊接封死在壳体内的。因此即使是催化剂块受到严重损坏或完全钝化，也无法更换使用、维修极不方便。五、现有水湿法净化尾气的装置，操作使用更为不方便，而且使用范围受到一定的局限性，净化效果也不明显，很难推广使用。参考文献中国专利(95205694.1)《汽车尾气净化器》，中国专利(95218983.6)《汽车消声净化器》。正是见于上述机动车尾气净化装置所存在的问题，促使人们选择更好的技术方案来解决机动车尾气排放的净化问题。